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半岛彩票:我国首款不锈钢火箭朱雀三号要来了正在缩短与“星舰”

作者:半岛彩票官方    来源:半岛彩票APP下载    发布时间: 2024-12-23 07:23:30    浏览量:

  随着中国天宫空间站的正常运营,再加上中国每年航天发射次数越来直多,给大众留下了中国航天已经反超美国的印象。然而,随着中国航天科技集团发表了《自觉增强忧患意识,加快建设航天强国》的重磅文章,提到了中国航天“大而不强,大而不优”的现状。

  特别强调与马斯克旗下的太空探索技术公司存在一定差距,展出了中国航天人谦虚谨慎,坚决摒弃盲目自大的态度。

  这就带来一个问题:中国航天与美国的商业公司太空探索技术公司的真正差距是什么呢?其实就是可重复使用火箭技术的差距。这种差距源自马斯克当年对低成本运营火箭的创新,几乎颠覆了全球商业发射市场。当然,这并不是说中国火箭在很有方面都落后于美国。

  如果我们把未来火箭的趋势概括为高性能、低成本、远距离、快响应、智能化等方面,我们真正的差距就是低成本。中国在固体运载火箭,也就是快速响应火箭领域有巨大的优势。

  马斯克旗下的太空探索技术公司,现在真正占居统治地位的就是猎鹰系列可重复使用运载火箭,目前几乎垄断了西方国家的商业航天发射市场。猎鹰-9的一级火箭可以重复使用,直接降低了发射成本的70%。使用的是液氧煤油为动力,直接将商业航天发射的价值打到“白菜价”。目前中国民营航天企业每公斤发射成本超过1.5万美元,是SpaceX猎鹰九号发射成本的5倍。

  而我们看到的两次试验失败的星舰,是太空探索技术公司下一代重型运载火箭,不但运力世界第一,还采用了更为先进的液氧甲烷发动机。可以说,太空探索技术公司在可生重复使用火箭上是步步领先,中国航天科技集团重点强调中美差距当然是客观的。

  现在的问题是:中国有没有可能追赶太空探索技术公司的可重复使用火箭技术呢?当然,现在中国国家队和民营企业都在努力。2022年,西安航天动力研究所自主研制的某型液氧煤油发动机首次实现重复飞行试验验证。

  当年12月,航天科技集团六院自主研制的130吨级重复使用液氧煤油主发动机首台两次起动试车取得成功。2023年2月, 航天科技集团公司第六研究院自主研制的80吨级可重复使用液氧甲烷发动机进行了首次额定工况200秒长程试车。

  其实,中国在可低成本商业运营火箭领域还有一支追赶美国的主力,也就是民营公司。今天,我们就特别关注一下刚刚商业发射成功的“朱雀”2号液氧甲烷运载火箭。

  为什么说“朱雀2”的商业运营具有非常重要的战略意义呢?因为这款由中国民营公司研发成功的运载火箭采用的是液氧甲烷发动机,创造了一项世界第一。而且可重复使用的朱雀”3号也将在2025年投入使用。

  11月2日,液氧甲烷可重复使用验证火箭双曲线二号在酒泉卫星发射中心完成了国内首次液体火箭全尺寸一子级垂直起降与重复使用飞行试验。

  目前火箭发动机使用的燃料包括:四氧化二氮、液氧甲烷发动机、液氧煤油、液氧液氢和液氧甲烷。其他几种都存在一定的缺点,有的有剧毒,有的容易积碳和结焦,有的燃料密度非常低,会大大增加火箭的自重。

  只有氧甲烷作为新型燃料能融合所有前面四种发燃料的优点,又能避免其大部分缺 点。特别是作为可重复使用火箭发动机燃料,几乎没有积碳问题,大大增加了修复保养的便利,液化天然气行业带来的储存便利和低成本,还享受高于液氧煤油的比冲。

  目前为止,全球一共有八款火箭使用液氧甲烷发动机,而只有中国的朱雀二号成功投入商业运营。朱雀二号遥三运载火箭将三颗卫星顺利送入预定轨道,任务取得成功,这是中国民营航天事业的一个重要里程碑。

  接下来,我们更应该关注蓝箭航天刚刚发布的朱雀三号液氧甲烷运载火箭。该公司称,朱雀三号火箭起飞重量约660吨,起飞推力约900吨,一次性任务低轨运载能力达21.3吨,航区回收任务达18.3吨。

  一子级为9台天鹊12B(TQ-12B)发动机,火箭一子级可重复使用次数可达20次、用来贮存燃料的火箭贮箱结构采用不锈钢材料制造,将直接推动中国航天进入低成本的新时代。

  不过,就算同样是液氧甲烷运载火箭,SpaceX旗下的“星舰”重型运载火箭系统在技术上处于领先的地位。他们用的是是全流量补燃的液氧甲烷火箭,朱雀二号发动机为燃气发生器循环,仅从技术先进性上对比,中国民企与星舰尚有10年左右的差距。

  总体而言,中国航天在可重复使用运载火箭领域还是落后于马斯克的公司,但是并不等于我们没有追赶的可能。如果中国蓝箭航天的云雀3能顺利推进,到2025年中国在可重复使用火箭领域将大幅度缩小与美国的差距,这还要看“星舰”是否能获得成功了。

  中国航天科技集团公开承认差距,说明我们有信心发起追赶,中国民营火箭公司更有信心,因为我们在液氧甲烷火箭发射成功方面已经领先了。

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